(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に噴射される高圧燃料を蓄えるコモンレール（１）と、前記コモンレール（１）へ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプ（７）と、燃料タンク（５）内の燃料を前記高圧ポンプ（７）へ供給する低圧ポンプ（８）とを備える燃料噴射システムに用いられ、前記低圧ポンプ（８）から前記高圧ポンプ（７）へ送られる燃料の流量を調整する調量弁において、
前記低圧ポンプ（８）から前記高圧ポンプ（７）へ送られる燃料が通過するポート（９０３）を有するバルブボデー（９０）と、
前記バルブボデー（９０）内に摺動自在に挿入されて前記ポート（９０３）の開口面積を変化させる弁体（９２）と、
電磁吸引力により前記弁体（９２）を開弁向きに駆動する駆動手段（９６、９８、９９、１０３、１０４）と、
前記弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第１スプリング（９４）と、
前記弁体（９２）との間に前記第１スプリング（９４）が介在されて前記第１スプリング（９４）と直列に配置され、前記弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第２スプリング（９５）とを備え、
電磁吸引力が所定値以下の領域では、電磁吸引力の大きさに応じて前記２つのスプリング（９４、９５）のうち前記第１スプリング（９４）のみの撓み量が変化し、
電磁吸引力が前記所定値を超える領域では、電磁吸引力の大きさに応じて前記２つのスプリング（９４、９５）の撓み量がともに変化するように構成されていることを特徴とする燃料噴射システム用調量弁。
【請求項２】
前記第１スプリング（９４）と前記第２スプリング（９５）とによって挟持されるとともに、前記バルブボデー（９０）に摺動自在に挿入された中間部材（９３）を備え、
前記第１スプリング（９４）は前記弁体（９２）と前記中間部材（９３）とによって挟持され、
前記バルブボデー（９０）に形成された移動規制面（９０２）に前記中間部材（９３）が当接することによって、前記中間部材（９３）の弁体閉弁向きへの移動が規制され、
電磁吸引力が前記所定値以下の領域では、前記中間部材（９３）が前記移動規制面（９０２）に当接した状態が維持され、
電磁吸引力が前記所定値を超える領域では、前記中間部材（９３）が前記移動規制面（９０２）から離れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射システム用調量弁。
【請求項３】
内燃機関の気筒内に噴射される高圧燃料を蓄えるコモンレール（１）と、前記コモンレール（１）へ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプ（７）と、燃料タンク（５）内の燃料を前記高圧ポンプ（７）へ供給する低圧ポンプ（８）とを備える燃料噴射システムに用いられ、前記低圧ポンプ（８）から前記高圧ポンプ（７）へ送られる燃料の流量を調整する調量弁において、
前記低圧ポンプ（８）から前記高圧ポンプ（７）へ送られる燃料が通過するポート（９０３）を有するバルブボデー（９０）と、
バルブボデー（９０）内に摺動自在に挿入されて前記ポート（９０３）の開口面積を変化させる弁体（９２）と、
電磁吸引力により前記弁体（９２）を開弁向きに駆動する駆動手段（９６、９８、９９、１０３、１０４）と、
前記弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第１スプリング（９４）と、
前記弁体（９２）との間に前記第１スプリング（９４）が介在されて前記第１スプリング（９４）と直列に配置され、前記弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第２スプリング（９５）とを備え、
前記第１スプリング（９４）のバネ定数ｋａと前記第２スプリング（９５）のバネ定数ｋｂとの関係を、ｋａ＞ｋｂとし、
電磁吸引力が所定値以下の領域では、前記第２スプリング（９５）は初期荷重が負荷された状態が維持されるとともに、電磁吸引力の大きさに応じて前記第１スプリング（９４）の撓み量が変化し、
電磁吸引力が前記所定値を超え且つ前記第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、前記２つのスプリング（９４、９５）の撓み量はいずれも変化せず、
電磁吸引力が前記第２スプリング（９５）の初期荷重を超える領域では、電磁吸引力の大きさに応じて前記２つのスプリング（９４、９５）のうち前記第２スプリング（９５）のみの撓み量が変化するように構成されていることを特徴とする燃料噴射システム用調量弁。
【請求項４】
前記第１スプリング（９４）と前記第２スプリング（９５）とによって挟持されるとともに、前記バルブボデー（９０）に摺動自在に挿入された中間部材（９３）を備え、
前記第１スプリング（９４）は前記弁体（９２）と前記中間部材（９３）とによって挟持され、
前記バルブボデー（９０）に形成された移動規制面（９０２）に前記中間部材（９３）が当接することによって、前記中間部材（９３）の弁体閉弁向きへの移動が規制され、
電磁吸引力が前記所定値以下の領域では、前記中間部材（９３）が前記移動規制面（９０２）に当接した状態が維持され、
電磁吸引力が前記所定値を超え且つ前記第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、前記中間部材（９３）が前記移動規制面（９０２）に当接した状態が維持されるとともに、前記弁体（９２）と前記中間部材（９３）とが当接した状態が維持され、
電磁吸引力が前記第２スプリング（９５）の初期荷重を超える領域では、前記弁体（９２）と前記中間部材（９３）とが当接した状態が維持されるとともに、前記中間部材（９３）が前記移動規制面（９０２）から離れるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料噴射システム用調量弁。
【請求項５】
前記第１スプリング（９４）の初期荷重をＰａ、前記第２スプリング（９５）の初期荷重をＰｂとしたとき、Ｐａ＜Ｐｂであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射システム用調量弁。
【請求項６】
前記２つのスプリング（９４、９５）は圧縮コイルスプリングであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料噴射システム用調量弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧ポンプから高圧ポンプへ送られる燃料の流量を調整する燃料噴射システム用調量弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばディーゼルエンジン用燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システムでは、サプライポンプにて燃料を高圧化して高圧燃料をコモンレールに供給し、コモンレール内に蓄えられた高圧燃料をインジェクタを介してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射するように構成され、エンジンの運転中は、噴射量分の燃料がサプライポンプからコモンレールに補給されるようになっている。
【０００３】
上記サプライポンプは、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプへ供給する低圧ポンプ、その燃料を加圧し高圧化してコモンレールに供給する高圧ポンプ、低圧ポンプから高圧ポンプへ送られる燃料の流量を調整する調量弁等を備えている。そして、低圧ポンプから高圧ポンプに供給される燃料の量を調量弁にて調整することにより、高圧ポンプから吐出される燃料の量を調整するようになっている。
【０００４】
その調量弁は、低圧ポンプから高圧ポンプへ送られる燃料が通過するポートを有するバルブボデーと、バルブボデー内に摺動自在に挿入されてポートの開口面積を変化させる弁体と、電磁吸引力により弁体を開弁向きに駆動する駆動手段と、弁体を閉弁向きに付勢するスプリングとを備えている。そして、電磁吸引力を制御してバルブボデーに対する弁体の相対的な位置を制御することにより、ポートの開口面積を調整して、高圧ポンプに供給される燃料の量を調整するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８８７８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用エンジンにおいて低負荷時の排ガス性能と高負荷時の出力を両立させるため、サプライポンプには低負荷時には低吐出量、高負荷時には高吐出量となる吐出特性が要求されている。また、中負荷時には、電磁吸引力の変化量に対して吐出量が急激に変化する吐出特性が要求されている。そして、調量弁においては、電磁吸引力の大きさと弁体の変位量は略比例するため、バルブボデーのポートを異型ポートにして、電磁吸引力とポートの開口面積との関係を適宜に設定することにより、車両要求に応じた吐出特性を得るようにしている。
【０００７】
しかしながら、高出力車両への機種展開にともなってサプライポンプの高吐出量化が進むにつれ、異型ポートの大型化や、電磁吸引力の変化量に対する異型ポートの急激な面積変化が要求されており、バルブボデーの構造上および異型ポートの加工上の制約から吐出特性の適合自由度がほとんどなくなってきている。
【０００８】
ここで、バネ力の低減により電磁吸引力の変化量に対する弁体の変位量を増加させれば、電磁吸引力の変化量に対するポートの面積変化が大きくなるため、中・高負荷域での要求特性に対応することができる。しかし、この場合には、アイドリングのような低負荷域においても電磁吸引力の変化量に対するポートの面積変化量が大きくなるため、低負荷域でのサプライポンプの吐出量の変動が大きくなってしまい、アイドリング時のエンジンの回転が安定しなくなる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、低負荷域でのサプライポンプの吐出量の変動を抑制しつつ、中・高負荷域での要求特性に対応可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、内燃機関の気筒内に噴射される高圧燃料を蓄えるコモンレール（１）と、コモンレール（１）へ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプ（７）と、燃料タンク（５）内の燃料を高圧ポンプ（７）へ供給する低圧ポンプ（８）とを備える燃料噴射システムに用いられ、低圧ポンプ（８）から高圧ポンプ（７）へ送られる燃料の流量を調整する調量弁において、低圧ポンプ（８）から高圧ポンプ（７）へ送られる燃料が通過するポート（９０３）を有するバルブボデー（９０）、バルブボデー（９０）内に摺動自在に挿入されてポート（９０３）の開口面積を変化させる弁体（９２）と、電磁吸引力により弁体（９２）を開弁向きに駆動する駆動手段（９６、９８、９９、１０３、１０４）と、弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第１スプリング（９４）と、弁体（９２）との間に第１スプリング（９４）が介在されて第１スプリング（９４）と直列に配置され、弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第２スプリング（９５）とを備え、電磁吸引力が所定値以下の領域では、電磁吸引力の大きさに応じて２つのスプリング（９４、９５）のうち第１スプリング（９４）のみの撓み量が変化し、電磁吸引力が所定値を超える領域では、電磁吸引力の大きさに応じて２つのスプリング（９４、９５）の撓み量がともに変化するように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
これによると、電磁吸引力が所定値以下の領域での第１スプリング（９４）のバネ定数よりも、電磁吸引力が所定値を超えた領域での２つのスプリング（９４、９５）の合成バネ定数の方が小さくなる。
【００１２】
そして、電磁吸引力が所定値以下の領域（低負荷域に相当）では、相対的にバネ定数が大きいため、電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の移動量が小さくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート（９０３）の面積変化が小さくなり、サプライポンプの吐出量の変動を抑制することができる。
【００１３】
また、電磁吸引力が所定値を超えた領域（中・高負荷に相当）では、相対的にバネ定数が小さいため、電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の移動量が大きくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート（９０３）の面積変化が大きくなるため、電磁吸引力の変化量に対する吐出量の変化量を大きくするという要求特性に対応することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の燃料噴射システム用調量弁において、第１スプリング（９４）と第２スプリング（９５）とによって挟持されるとともに、バルブボデー（９０）に摺動自在に挿入された中間部材（９３）を備え、第１スプリング（９４）は弁体（９２）と中間部材（９３）とによって挟持され、バルブボデー（９０）に形成された移動規制面（９０２）に中間部材（９３）が当接することによって、中間部材（９３）の弁体閉弁向きへの移動が規制され、電磁吸引力が所定値以下の領域では、中間部材（９３）が移動規制面（９０２）に当接した状態が維持され、電磁吸引力が所定値を超える領域では、中間部材（９３）が移動規制面（９０２）から離れるように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
これによると、電磁吸引力が所定値以下の領域では、第１スプリング（９４）のみの撓み量を変化させて電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量を小さくすることができるとともに、電磁吸引力が所定値を超える領域では、２つのスプリング（９４、９５）の撓み量をともに変化させて電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量を大きくすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、内燃機関の気筒内に噴射される高圧燃料を蓄えるコモンレール（１）と、コモンレール（１）へ高圧燃料を圧送供給する高圧ポンプ（７）と、燃料タンク（５）内の燃料を高圧ポンプ（７）へ供給する低圧ポンプ（８）とを備える燃料噴射システムに用いられ、低圧ポンプ（８）から高圧ポンプ（７）へ送られる燃料の流量を調整する調量弁において、低圧ポンプ（８）から高圧ポンプ（７）へ送られる燃料が通過するポート（９０３）を有するバルブボデー（９０）と、バルブボデー（９０）内に摺動自在に挿入されてポート（９０３）の開口面積を変化させる弁体（９２）と、電磁吸引力により弁体（９２）を開弁向きに駆動する駆動手段（９６、９８、９９、１０３、１０４）と、弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第１スプリング（９４）と、弁体（９２）との間に第１スプリング（９４）が介在されて第１スプリング（９４）と直列に配置され、弁体（９２）を閉弁向きに付勢する第２スプリング（９５）とを備え、第１スプリング（９４）のバネ定数ｋａと第２スプリング（９５）のバネ定数ｋｂとの関係を、ｋａ＞ｋｂとし、電磁吸引力が所定値以下の領域では、第２スプリング（９５）は初期荷重が負荷された状態が維持されるとともに、電磁吸引力の大きさに応じて第１スプリング（９４）の撓み量が変化し、電磁吸引力が所定値を超え且つ第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、２つのスプリング（９４、９５）の撓み量はいずれも変化せず、電磁吸引力が第２スプリング（９５）の初期荷重を超える領域では、電磁吸引力の大きさに応じて２つのスプリング（９４、９５）のうち第２スプリング（９５）のみの撓み量が変化するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
これによると、電磁吸引力が所定値以下の領域（低負荷域に相当）では、相対的にバネ定数が大きい第１スプリング（９４）が電磁吸引力に対抗するため、電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量が小さくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート（９０３）の面積変化が小さくなり、サプライポンプの吐出量の変動を抑制することができる。
【００１８】
また、電磁吸引力が第２スプリング（９５）の初期荷重を超えた領域（中・高負荷に相当）では、相対的にバネ定数が小さい第２スプリング（９５）が電磁吸引力に対抗するため、電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量が大きくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート（９０３）の面積変化が大きくなるため、電磁吸引力の変化量に対する吐出量の変化量を大きくするという要求特性に対応することができる。
【００１９】
さらに、電磁吸引力が所定値を超え且つ第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、電磁吸引力が変化しても弁体（９２）は移動しない。そこで、電磁吸引力が所定値を超え且つ第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域のときに、サプライポンプの吐出量がアイドリング時の要求吐出量になるように設定すれば、アイドリング時の内燃機関の回転を安定させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の燃料噴射システム用調量弁において、第１スプリング（９４）と第２スプリング（９５）とによって挟持されるとともに、バルブボデー（９０）に摺動自在に挿入された中間部材（９３）を備え、第１スプリング（９４）は弁体（９２）と中間部材（９３）とによって挟持され、バルブボデー（９０）に形成された移動規制面（９０２）に中間部材（９３）が当接することによって、中間部材（９３）の弁体閉弁向きへの移動が規制され、電磁吸引力が所定値以下の領域では、中間部材（９３）が移動規制面（９０２）に当接した状態が維持され、電磁吸引力が所定値を超え且つ第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、中間部材（９３）が移動規制面（９０２）に当接した状態が維持されるとともに、弁体（９２）と中間部材（９３）とが当接した状態が維持され、電磁吸引力が第２スプリング（９５）の初期荷重を超える領域では、弁体（９２）と中間部材（９３）とが当接した状態が維持されるとともに、中間部材（９３）が移動規制面（９０２）から離れるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
これによると、電磁吸引力が所定値以下の領域では、第１スプリング（９４）のみの撓み量を変化させて電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量を小さくすることができるとともに、電磁吸引力が第２スプリング（９５）の初期荷重を超える領域では、第２スプリング（９５）の撓み量のみを変化させて電磁吸引力の変化量に対する弁体（９２）の変位量を大きくすることができる。また、電磁吸引力が所定値を超え且つ第２スプリング（９５）の初期荷重以下の領域では、電磁吸引力が変化しても弁体（９２）が移動しないようにすることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料噴射システム用調量弁において、第１スプリング（９４）の初期荷重をＰａ、第２スプリング（９５）の初期荷重をＰｂとしたとき、Ｐａ＜Ｐｂであることを特徴とする。
【００２３】
これによると、電磁吸引力が所定値以下の領域では、第１スプリング（９４）のみの撓み量を変化させることができる。
【００２７】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る調量弁を備える燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る調量弁９の具体的な構成を示す断面図である。
【図３】図２の調量弁９におけるポート９０３のＡ矢視図である。
【図４】第１実施形態に係る調量弁９における電磁吸引力と弁体９２の変位量との関係を示す特性図である。
【図５】第１実施形態に係る調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流とサプライポンプＰの吐出量との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る調量弁の要部の構成を示す断面図である。
【図７】第２実施形態に係る調量弁９における電磁吸引力と弁体９２の変位量との関係を示す特性図である。
【図８】第２実施形態に係る調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流とサプライポンプＰの吐出量との関係を示す特性図である。
【図９】本発明の参考例に係る調量弁の要部の構成を示す断面図である。
【図１０】参考例に係る調量弁９における電磁吸引力と弁体９２の変位量との関係を示す特性図である。
【図１１】参考例に係る調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流とサプライポンプＰの吐出量との関係を示す特性図である。
【図１２】参考例に係る調量弁の変型例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る調量弁を備える燃料噴射システムの全体構成を示す図である。
【００３１】
図１に示すように、燃料噴射システムは、高圧燃料が蓄えれる蓄圧器１を備え、この蓄圧器１には複数のインジェクタ２が接続されている。インジェクタ２は、制御装置（以下、ＥＣＵという）３に制御されて所定の時期に所定の期間開弁して、蓄圧器１から供給される高圧燃料をディーゼルエンジン（図示せず）の各気筒内に噴射する。ここでは、４気筒エンジンの１つに対応するインジェクタ２のみを示し、他の気筒に対応するインジェクタについては図示を省略している。
【００３２】
蓄圧器１に蓄えられる高圧燃料は、高圧通路４を介してサプライポンプＰから供給される。サプライポンプＰは、燃料を加圧して蓄圧器１に吐出する高圧ポンプ７、燃料タンク５からフィルタ６を介して吸入した燃料を高圧ポンプ７へ供給する低圧ポンプ８、および、この低圧ポンプ８から高圧ポンプ７へ供給される燃料の流量を調整する調量弁９を備えている。高圧ポンプ７は、燃料の吸入量が調量弁９にて調整されることにより燃料の吐出量が調整される形式のポンプである。また、高圧ポンプ７および低圧ポンプ８は、エンジンによって駆動される。
【００３３】
ＥＣＵ３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備え、マイクロコンピュータに記憶したプログラムに従って演算処理を行うものである。ＥＣＵ３には、各種センサＳから、蓄圧器１内の燃料圧力（所謂コモンレール圧力）に関する信号、エンジン回転数、アクセル開度等の種々の情報が随時入力される。
【００３４】
そして、ＥＣＵ３は、エンジンや車両の運転状態に応じた最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）を算出して、各インジェクタ２の開弁時期および開弁期間を制御する。また、ＥＣＵ３は、サプライポンプＰの目標吐出量を算出してサプライポンプＰの調量弁９に制御信号を出力し、サプライポンプＰの吐出量を制御することにより、蓄圧器１内の燃料圧力を制御する。
【００３５】
図２は図１の調量弁９の具体的な構成を示す断面図、図３は図２の調量弁９におけるポート９０３のＡ矢視図である。
【００３６】
図２に示すように、調量弁９は金属製の円筒状のバルブボデー９０を備えており、このバルブボデー９０には、円柱状の第１摺動孔９００と、この第１摺動孔９００よりも大径で円柱状の第２摺動孔９０１とが、軸方向に沿って直列に形成されている。第１摺動孔９００と第２摺動孔９０１との境界部には、移動規制面としての段差部９０２が形成されている。
【００３７】
バルブボデー９０における第２摺動孔９０１の開口端部には、燃料通路穴９１０を有するリング状のスプリング受け９１が圧入されている。この燃料通路穴９１０は低圧ポンプ８に接続されており、低圧ポンプ８から送られた燃料が燃料通路穴９１０を介して第２摺動孔９０１に導入されるようになっている。
【００３８】
バルブボデー９０における第１摺動孔９００の周壁には、第１摺動孔９００の周壁を貫通するポート９０３が形成されている。このポート９０３は高圧ポンプ７に接続されており、低圧ポンプ８からバルブボデー９０内に導入された燃料がポート９０３を介して高圧ポンプ７へ送られるようになっている。また、ポート９０３は、図３に示すように、一定幅で軸方向に細長く延びる形状になっている。
【００３９】
バルブボデー９０における第１摺動孔９００内には、ポート９０３の開口面積を変化させる金属製の円筒状の弁体９２が摺動自在に挿入されている。弁体９２の外周側には、ポート９０３と連通可能な弁体部溝９２０が環状に形成され、弁体９２の内周側には、この弁体部溝９２０と弁体９２の内部とを連通させる弁体部穴９２１が形成されている。なお、弁体９２の内部は、燃料通路穴９１０に常時連通している。そして、弁体９２の移動位置に応じて弁体部溝９２０とポート９０３との連通面積が変化し、これにより、ポート９０３の開口面積が調整される。
【００４０】
バルブボデー９０内には、金属製の段付き円筒状の中間部材９３が摺動自在に挿入されている。この中間部材９３は、第１摺動孔９００内に摺動自在に挿入される円筒状の筒部９３０を備えている。この筒部９３０の端部の外周側には、径方向外側に突出するリング状の第１鍔部９３１が形成されており、この第１鍔部９３１は、第２摺動孔９０１内に摺動自在に挿入されるとともに、段差部９０２と当接可能になっている。また、筒部９３０の内周側には、径方向内側に突出するリング状の第２鍔部９３２が形成されている。
【００４１】
弁体９２と中間部材９３の第２鍔部９３２との間に、圧縮コイルスプリングよりなる第１スプリング９４が挟持されている。この第１スプリング９４は、弁体９２を閉弁向きに、すなわちポート９０３の開口面積が小さくなる向きに、付勢している。
【００４２】
スプリング受け９１と中間部材９３の第２鍔部９３２との間に、圧縮コイルスプリングよりなる第２スプリング９５が挟持されている。換言すると、第１スプリング９４と第２スプリング９５とによって中間部材９３が挟持されている。第２スプリング９５は、弁体９２との間に第１スプリング９４が介在されて第１スプリング９４と直列に配置されている。そして、第２スプリング９５は、中間部材９３および第１スプリング９４を介して弁体９２を閉弁向きに付勢している。
【００４３】
調量弁９は磁性金属製の鍔付き円柱状のホルダ９６を備えている。このホルダ９６の一端側にバルブボデー９０の第１摺動孔９００側が挿入され、ホルダ９６の一端側端部がかしめられてバルブボデー９０が固定されている。ホルダ９６の他端側には、非磁性金属製のリング状の接合リング９７を介して、磁性金属製の有底円筒状のステータコア９８が接合されている。
【００４４】
ステータコア９８内には、磁性金属製の円筒状のアーマチャ９９が挿入されている。アーマチャ９９には非磁性金属製の円柱状のロッド１００が圧入されており、ロッド１００の一端が弁体９２に当接している。ロッド１００の両端は軸受け１０１にて支持されており、したがって、ロッド１００およびアーマチャ９９はステータコア９８内を摺動自在になっている。２つの軸受け１０１のうち、一方はステータコア９８に圧入され、他方は金属製の円筒状のストッパ１０２に圧入されている。このストッパ１０２は、ホルダ９６とバルブボデー９０とに挟持されている。
【００４５】
ステータコア９８の外周側には、通電時に磁界を形成するコイル１０３が配置されている。また、コイル１０３の外周側は、磁性金属製の円筒状のヨーク１０４によって覆われている。
【００４６】
ホルダ９６、ステータコア９８、アーマチャ９９、およびヨーク１０４は、コイル１０３に通電された際に磁気回路を形成する。そして、コイル１０３への通電により電磁吸引力が発生し、電磁吸引力によりアーマチャ９９およびロッド１００が弁体９２側に向かって（すなわち開弁向きに）駆動されるようになっている。なお、ホルダ９６、ステータコア９８、アーマチャ９９、ヨーク１０４、およびコイル１０３は、本発明の駆動手段を構成する。
【００４７】
ここで、第１スプリング９４の初期荷重Ｐａと、第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂとの関係は、Ｐａ＜Ｐｂになっている。図２は、コイル１０３に通電されていない状態を示しており、Ｐａ＜Ｐｂであるため、中間部材９３の第１鍔部９３１がバルブボデー９０の段差部９０２に当接して、中間部材９３の弁体閉弁向きへの移動が規制されている。また、コイル１０３に通電されていない状態では、弁体９２と中間部材９３との間には、弁体移動方向の隙間Ｌが設けられている。そして、コイル１０３に通電されていない状態では、弁体９２は第１スプリング９４により初期位置に付勢されており、ポート９０３の開口面積は最小になっている。
【００４８】
なお、電磁吸引力が最大値に制御された状態でも、弁体９２と中間部材９３とが当接しないように、第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ、第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ、第１スプリング９４のバネ定数ｋａ、第２スプリング９５のバネ定数ｋｂ、さらには隙間Ｌが設定されている。
【００４９】
上記構成になる調量弁９は、コイル１０３に電圧が印可されるとアーマチャ９９が電磁吸引力によって弁体９２側（すなわち反ステータコア側）に吸引され、弁体９２がアーマチャ９９およびロッド１００に押されて開弁向きに移動する。そして、コイル１０３に供給される電流がＥＣＵ３によって制御されることにより電磁吸引力が制御され、その電磁吸引力に応じて弁体９２の位置が連続的に変化し、ポート９０３の開口面積は電流値に応じた開口面積に調整される。具体的には、コイル１０３に供給される電流が増加するのに伴ってポート９０３の開口面積が大きくなり、高圧ポンプ７へ供給される燃料の流量が増加し、高圧ポンプ７から蓄圧器１へ吐出される燃料の量が増加する。因みに、コイル１０３に供給される電流と電磁吸引力は略比例する。
【００５０】
ここで、図４は、上記構成になる調量弁９における電磁吸引力（＝第１スプリング９４および第２スプリング９５の合計バネ力）と弁体９２の変位量との関係を示す特性図である。また、図５は、上記構成になる調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流と、サプライポンプＰの吐出量との関係を示す特性図である。
【００５１】
そして、電磁吸引力が第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ以上で且つ第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ以下の領域では、電磁吸引力の増加に伴って第１スプリング９４の撓み量（すなわちバネ力）が増加し、一方、中間部材９３の第１鍔部９３１はバルブボデー９０の段差部９０２に当接したままで、第２スプリング９５の撓み量は変化しない。
【００５２】
電磁吸引力が第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂを超える領域では、電磁吸引力の増加に伴って第１スプリング９４の撓み量が増加するとともに、中間部材９３の第１鍔部９３１がバルブボデー９０の段差部９０２から離れ、第２スプリング９５の撓み量も増加する。このように、第１スプリング９４および第２スプリング９５の撓み量がともに変化する場合の合成バネ定数ｋは、ｋ＝（ｋａ・ｋｂ）／（ｋａ＋ｋｂ）、で与えられ、第１スプリング９４のバネ定数ｋａよりも小さくなる。
【００５３】
したがって、図４、図５に示すように、電磁吸引力が第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ以上で且つ第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ以下の領域（低負荷域に相当）では、相対的にバネ定数が大きいため、電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の変位量およびポート９０３の面積変化量が小さくなり、したがって、サプライポンプＰの吐出量の変動を抑制することができる。
【００５４】
また、電磁吸引力が第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂを超える領域（中・高負荷に相当）では、相対的にバネ定数が小さいため、電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の変位量およびポート９０３の面積変化量が大きくなり、したがって、コイル１０３に供給される電流の変化量に対するサプライポンプＰの吐出量の変化量を大きくすることができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る調量弁の要部の構成を示す断面図である。
【００５６】
第１実施形態では、電磁吸引力の変化に伴って弁体９２が連続的に変位するようにしたが、本実施形態は、電磁吸引力が変化しても弁体９２が変位しない領域を設けている。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
本実施形態では、第１スプリング９４のバネ定数ｋａと第２スプリング９５のバネ定数ｋｂとの関係は、ｋａ＞ｋｂになっている。
【００５８】
また、電磁吸引力がある値を超える領域では、弁体９２と中間部材９３とが当接するようになっている。具体的には、弁体９２と中間部材９３とが当接した状態での第１スプリング９４の荷重（以下、第１スプリング９４の最大荷重という）Ｐａ’は、Ｐａ’＝Ｐａ＋ｋａ・Ｌ、で与えられ、Ｐａ’＜Ｐｂとなるように、第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ、第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ、第１スプリング９４のバネ定数ｋａ、および隙間Ｌが設定されている。
【００５９】
図７は、上記構成になる調量弁９における電磁吸引力と弁体９２の変位量との関係を示す特性図、図５は、上記構成になる調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流と、サプライポンプＰの吐出量との関係を示す特性図である。
【００６０】
そして、電磁吸引力が第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ以上で且つ第１スプリング９４の最大荷重Ｐａ’以下の領域では、電磁吸引力の増加に伴って第１スプリング９４の撓み量（すなわちバネ力）が増加し、一方、中間部材９３の第１鍔部９３１はバルブボデー９０の段差部９０２に当接したままで、第２スプリング９５の撓み量は変化しない。
【００６１】
電磁吸引力が第１スプリング９４の最大荷重Ｐａ’に達すると、弁体９２と中間部材９３とが当接する。そして、電磁吸引力が第１スプリング９４の最大荷重Ｐａ’を超え且つ第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ以下の領域では、弁体９２と中間部材９３とが当接するとともに、中間部材９３の第１鍔部９３１がバルブボデー９０の段差部９０２に当接した状態が維持され、したがって、この領域では、第１スプリング９４および第２スプリング９５の撓み量はいずれも変化しない。
【００６２】
電磁吸引力が第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂを超える領域では、弁体９２と中間部材９３とが当接した状態が維持されて第１スプリング９４の撓み量は変化せず、一方、中間部材９３の第１鍔部９３１がバルブボデー９０の段差部９０２から離れて、電磁吸引力の増加に伴って第２スプリング９５の撓み量が増加する。
【００６３】
したがって、図７、図８に示すように、電磁吸引力が第１スプリング９４の初期荷重Ｐａ以上で且つ第１スプリング９４の最大荷重Ｐａ’以下の領域（低負荷域に相当）では、相対的にバネ定数が大きい第１スプリング９４が電磁吸引力に対抗するため、電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の変位量およびポート９０３の面積変化量が小さくなり、したがって、サプライポンプＰの吐出量の変動を抑制することができる。
【００６４】
また、電磁吸引力が第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂを超える領域（中・高負荷に相当）では、相対的にバネ定数が小さい第２スプリング９５が電磁吸引力に対抗するため、電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の変位量およびポート９０３の面積変化量が大きくなり、したがって、コイル１０３に供給される電流の変化量に対するサプライポンプＰの吐出量の変化量を大きくすることができる。
【００６５】
さらに、電磁吸引力が第１スプリング９４の最大荷重Ｐａ’を超え且つ第２スプリング９５の初期荷重Ｐｂ以下の領域では、電磁吸引力が変化しても弁体９２は移動せず、図８に示すように、サプライポンプＰの吐出量が一定となる不感帯域Ｂが発生する。そこで、不感帯域ＢにおけるサプライポンプＰの吐出量がアイドリング時の要求吐出量になるように設定すれば、アイドリング時の内燃機関の回転を安定させることができる。
【００６６】
（参考例）
本発明の参考例について説明する。図９は参考例に係る調量弁の要部の構成を示す断面図である。第１実施形態では、非通電時に全閉となるノーマリクローズタイプの調量弁を示したが、本参考例は、非通電時に全開となるノーマリオープンタイプの調量弁である。その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
図９に示すように、コイル１０３（図２参照）に通電されていない状態では、弁体９２はスプリング１１０により初期位置に付勢されており、ポート９０３の開口面積は最大になっている。コイル１０３に通電されると、電磁吸引力により弁体９２が閉弁向きに駆動されて、ポート９０３の開口面積が減少する。
【００６８】
バルブボデー９０の第２摺動孔９０１（図２参照）が削除され、中間部材９３（図２参照）が削除されている。そして、スプリング１１０は、スプリング受け９１と弁体９２との間に挟持されている。このスプリング１１０は、弁体９２を開弁向きに、すなわちポート９０３の開口面積が大きくなる向きに、付勢している。また、スプリング１１０は、非線形特性を有する円錐コイルばねである。
【００６９】
ここで、図１０は、上記構成になる調量弁９における電磁吸引力（＝スプリング１１０のバネ力）と弁体９２の変位量との関係を示す特性図である。また、図１１は、上記構成になる調量弁９におけるコイル１０３に供給される電流と、サプライポンプＰ（図１参照）の吐出量との関係を示す特性図である。
【００７０】
図１０、図１１に示すように、ノーマリオープンタイプの調量弁９において非線形特性のスプリング１１０を用いているため、スプリング１１０の撓みが小さくてポート９０３の開口面積が大きい領域Ａ（高負荷に相当）では、相対的にバネ定数が小さくて電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の移動量が大きくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート９０３の面積変化が大きくなり、電磁吸引力の変化量に対する吐出量の変化量が大きくなる。
【００７１】
また、スプリング１１０の撓みが大きくてポート９０３の開口面積が小さい領域Ｃ（低負荷域に相当）では、相対的にバネ定数が大きいため、電磁吸引力の変化量に対する弁体９２の移動量が小さくなり、ひいては電磁吸引力の変化量に対するポート９０３の面積変化が小さくなり、サプライポンプＰの吐出量の変動を抑制することができる。
【００７２】
さらに、スプリング１１０の撓みが中程度でポート９０３の開口面積が中程度の領域Ｂ（中負荷に相当）では、撓みに対してバネ定数が連続的に変化するため、電磁吸引力に対する吐出量変化が連続的になり（すなわち、急激な吐出量変化が起きない）、コモンレール１内の圧力制御がし易くなる。
【００７３】
また、ポート９０３の形状が、加工が容易な矩形状（図３参照）であっても、図１１のような特性を得ることができる。
【００７４】
なお、本参考例においては、非線形特性を有するスプリング１１０として円錐コイルばねを用いたが、図１２に示す変型例のように、非線形特性を有するスプリング１１０として不等ピッチコイルばねを用いてもよい。                                               
【符号の説明】
【００７５】
１      コモンレール
５      燃料タンク
７      高圧ポンプ
８      低圧ポンプ
９０    バルブボデー
９２    弁体
９４    第１スプリング
９５    第２スプリング
９６    ホルダ（駆動手段）
９８    ステータコア（駆動手段）
９９    アーマチャ（駆動手段）
１０３  コイル（駆動手段）
１０４  ヨーク（駆動手段）
９０３  ポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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